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關鍵詞:操作系統;實驗設計;操作系統設計

中圖分類號:TP311 文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2010)16-4585-02

Experimental Course of the Operating System and Improvement

SONG-Yu1, HE Xiao-li2, ZHOU Yu-jie3

(work Center, Sichuan University of Science & Engineering, Zigong 643000, China; 2.School of Computing, Sichuan University Of Science & Engineering, Zigong 643000, China; 3.School of Economics and Management, Sichuan University Of Science & Engineering, Zigong 643000, China)

Abstract: This article discussed the operating system course experiment, analysis of the current operating status of experimental programs and problems, experimental teaching concepts from the update - to enable students to better understand the operating system to improve the experimental teaching methods - to provide students with more sophisticated understanding "the operating system to improve," "operating system design."

Key words: operating system; experimental design; operating system design

計算機操作系統是本專業的重要課程之一,學生通過學習應該了解計算機操作系統的基本概念和相關的新概念、名詞及術語;掌握計算機操作系統的設計基本原理及組成;計算機操作系統的發展特點和設計技巧和方法;

計算機操作系統是實踐性較強的課程。其特點是概念多、涉及面廣。要求教學輔導要由淺入深對易混淆的概念加以詳細說明,對每章的重點,管理和控制的調度算法技巧作詳細介紹。 在實驗中著重培養學員熟練使用操作系統,以及在維護操作系統工作中的分析問題和解決問題能力。

1 操作系統教學現狀

1.1 沒有對操作系統實驗課程重要性足夠認識

計算機操作系統課程的內容包括以下方面:一是操作系統理論知識學習,二是操作系統實際操作能力,這包括:熟悉操作系統所提供的“系統功能調用”;進程的創建和控制;請求頁式虛擬存儲器的設計;使用不同的頁面調度算法,處理缺頁中斷,并計算不同實存容量下的命中率;等等。計算機科學這個學科本身屬于工學,要學好這門學科必須要加強學生的動手能力。通過實驗教學和學生上機實踐操作,能夠使學生更好地理解和掌握操作系統理論知識,讓學生在實驗教學和實際操作中獲得更多的實際操作技能。

在實際的教學過程中,往往重視理論課程,把有經驗的老師安排上理論課,而把實驗課當成次要課程,殊不知實驗課和理論課同等重要,也是理論課的有效復習,也就是我們常說的“溫故而知新”。

1.2 操作系統的實驗課程與理論課程缺乏統一性

現在很多學校的操作系統的實驗課程與理論課程都由不同的老師授課,雖然大家使用相同的大剛和課本,但是畢竟不是同一老師授課,不同的老師之間的教學方法和教學理念還是有比較大的差異的,這也使得教學目的未必盡如人意。

1.3 教學方式比較單一

現行的操作系統理論教材很多,但缺乏好的統一、規范的實驗教材。上實驗課的時候計算機實驗課教學方法比較單一,很多高校的操作系統實驗課仍然是,教師牽著學生走:學生按照老師所講的,一步步照搬,遇到不懂的問老師,對有些學習習慣好的同學來說能按照老師的要求做完,而有些同學則不能完全做完,因為自己不懂不會做而偷偷做別的事情,即使做完了的同學由于是照搬,缺乏深度的理解,遺忘性很大,收獲較小

1.4 對學生的創新能力培養不足

同學們在上完理論課后,應該對操作系統有了一些了解,應該有自己對這門課程的一些創新性見地和想法,并且在實驗課中體現出來,但是我們現在上實驗課的時候,往往忽略了這點,沒有讓學生自由發揮的余地,而是讓學生完全按照課本來,沒有很好的挖掘學生的創新性和學習的動力。

2 如何改進、提高計算機操作系統實驗課

2.1 提高對計算機操作系統實驗課的重視程度

如果我們的還是把觀點提留在實驗課是理論課的附屬這點上,我們的實驗課教學水平是無法提高的。社會對我們培養的學生的要求不僅有較高的理論水平,更要有嫻熟的動手能力。因此,我們必須重視操作系統實驗教學環節, 培養和提高學生的動手能力和分析、解決問題的能力,以適應社會的需要。

2.2 加大對操作系統實驗課程器材和教材的建設

計算機科學本身就是日新月異,一日千里,作為計算機科學核心的操作系統教育也要緊跟發展的步伐,首先我們要從教材入手,編寫出緊跟發展的計算機操作系統實驗教材,完善實驗指導,我們的實驗教材一定要貼近當今操作系統的發展趨勢,明確把培養學生動手能力和創新性放在首位,并且更實用,對以后學生立足社會有一定的幫助。增加學生自主實驗項目,充分調動學生學習的積極性。

2.3 加大實驗師資隊伍建設和改變傳統的教學方法

改變長期以來,實驗老師都比理論老師“矮一截”的現狀,不管從待遇還是培養上都把實驗老師和理論老師提到同一高度,在這個基礎上作為實驗老師本身要總結自己的教學經驗,轉變教育思想,突破舊的教學模式,最大限度發揮實驗教學效益由原來的照本宣科和填鴨式的教學形式,逐步改為充分理解教材,以啟發式為主,充分調動學生學習積極性和創造性。加強、改造實驗室軟、硬件建設 不斷改進、更新、增擴硬件設備,緊跟技術發展,保證實驗的基本需要;

2.4 重視培養學生動手能力和創新能力

我們培養學生的目的不是培養一群滿腦理論,而不能動手的學生,相反未來更需要一批具有高超動手能力和創造性的人才。在這方面我們可以增設學生自己設計的實驗項目。例如在操作系統程序設計語言實驗教學中,培養學生的程序設計思路,要求在實驗中逐步完成一個典型應用系統實例,選擇一種開放源代碼的操作系統環境(如Unix),首先要求學生學會分析系統源代碼的功能,還要進一步知道這些是編譯和實現的。在此基礎上更進一步,嘗試修改部分簡單源代碼以實現目的功能。這種方案將操作系統的原理理論與具體源代碼實現結合在一起,使原來枯燥生澀的純理論在實際實現中變得生動起來,教學效果明顯。并且在這個過程中學生發現操作系統哪些地方不盡如人意,通過自己學到知識可以加以改進。既生動又形象。

3 總結

根據計算機科學本身的特點,在培養未來社會所需求的學生中,我們必須要重視計算機實驗課程,而作為計算機科學核心的內容――操作系統課程的實驗課,我們要進一步提高重視程度,加大軟硬件和師資建設,改變教學方法,從而更好的把我們的學生培養成具有創新能力的復合型人才。

參考文獻:

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[3] 馮博琴,顧剛.以能力培養為核心的計算機基礎實驗教學與探索[J].中國大學教學,2007(10).

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一、中職Windows Server2008操作系統課程特點

Windows Server2000操作系統課程是中職計算機網絡專業的必修課，課程開設一般安排在第二學期。以筆者學校臨海市中等職業技術學校為例，一半以上的學生學習很辛苦，感覺特別難，此課程的任課教師也很苦很累。主要原因就在于教師在教學中，按章節目錄知識點一成不變地講授理論，接著上機訓練。在這樣的教學模式下，學生上完前面幾節n后，就開始感覺乏味，主動性與創造性被扼殺。要學習此課程，必要的條件就是學生要有Win7、網絡基礎等課程的基本知識。Windows Server2008操作系統是應用性課程，該課程的主要任務是培養學生計算機網絡服務器管理能力，學會用戶和系統的管理，掌握網絡服務器的安裝與配置，打下一定的專業基礎。

二、項目教學方法

1.概念

項目教學法是以項目為主體的教學方式， 是教師與學生通過共同實施一個完整的項目而進行的教學活動。主要強調對學生綜合應用能力的培養，是中職學生走上專業對口工作崗位的最有效的學習方式之一。

2.特點

項目和案例是項目教學方法中最關鍵的部分。項目的選取至關重要，因為項目要求學生在課堂上能直接參與，所以項目必須要貼近實際生活，這樣才能激發學生的興趣，提高學生學習的積極性。該方法以學生最后完成項目的質量來評價學習情況，使學生感到學到的知識可以直接應用到工作與生活中。

二、Windows Server2008操作系統項目教學探討

Windows Server2008操作系統課程以培養學生綜合職業素質能力為教學目標，學生學完此課程之后能夠較好地完成服務器局域網的搭建與管理。圍繞Windows Server2008操作系統局域網搭建與管理的項目，根據整個課程設置一個貼近現實生活又囊括全部知識內容的“大”項目。根據學習模塊，細化“大”項目為十個“小”項目，學生對每個“小”項目進行實踐訓練，完成相對應的理論知識的學習，逐步構建起組網管網的職業能力。

1.內容體系結構

知識目標：學生獲取Windows Server2008操作系統基本理論知識，掌握該系統在實際中的使用。

能力目標：能獨立對服務器進行管理。

情感目標：通過趣味性教學，使學生們保持高漲的學習興趣，獲得成功的喜悅；在小組互助協作完成教學項目的過程中，培養學生的團隊合作精神。

項目工作任務：綜合運用所學知識，小組成員互助完成在Windows Server2008操作系統下的 “大”項目。

實踐知識：文件服務器、打印服務器、DHCP服務器、FTP服務器、域控制器、郵件服務器和WWW網站服務器的配置。

理論知識：網絡操作系統理論。

擴展知識：團隊精神和網絡管理能力。

課時：總120課時（實踐90課時，理論20課時，擴展為10課時）。

2.項目的設置

在Windows Server2008操作系統課程項目教學中，項目來源于筆者學校99屆計算機專業畢業生創辦的臨海市三君計算機有限責任公司的內部網絡，選取的項目完全來自社會。結合課程，經過教師的加工，項目包含課程主要的知識點。根據中職計算機網絡專業高二年級學生的實際水平，降低了項目的難度。項目的評價主要依據最后的完成情況，評定為完成、基本完成和未完成三個等級。結合中職計算機網絡專業學生的培養目標，設置Windows Server2008操作系統課程的“大”項目任務，它由十個“小”項目組成。

項目描述：臨海市三君計算機有限責任公司所有部門在同一層樓，每個部門員工在同一辦公室。所有客戶機已安裝Windows7系統，服務器要求安裝Windows Server2008企業版操作系統。公司為了便于各部門間的資源共享，必須建立統一的內部網絡，并且能控制訪問Internet。所有路由器與交換機的網絡配置已完成（不要求學生完成），對網絡操作系統的要求如下：服務器安裝Windows Server2008企業版操作系統；設計部門中實現DHCP功能，設計部門中的每一臺客戶機都自動分配IP；為公司建立WEB站點，并配置PKI證書服務；WEB站點實現DNS功能，域名為：；銷售部門搭建FTP服務器，并創建多個用戶，不同的用戶設置不同的訪問權限；在公司內部建立MAIL服務器，要求能通過OutlookExpress收發郵件；安裝域服務器，創建賬戶與組，并設置組策略；搭建文件服務器，以方便公司內部數據的共享；安裝網絡打印服務器，提高打印機的使用效率；為網絡管理員搭建VPN，以便出差時與公司交換信息。

3.項目法的實施

第一，在學習課程的開始階段，先分組，學生每2人一組，并向全班的學生注輸項目的思想，以小組為單位完成項目并演示。

第二，在項目具體實施過程中，根據不同的內容結合多種教學方法完成課堂教學。在項目法教學的過程中，每次完成一個“小”項目，小組成員對自己的完成情況做好反思，主要是使學生主動思考，學會獨立或合作解決學習中的問題。小組之間還要進行相互評價，評價的過程都要有文檔記錄。在小組相互評價中，參照自己項目完成的情況，使學生及時了解其他同學的學習程度，對自己的學習既是一個提醒，也是一個促進。相互評價過程培養了學生分析問題的能力。

第三，整個項目完成后，每個小組上臺演示自己的項目。在演示的過程中，其余小組和教師都作為客戶，可以提出問題，由項目完成者來回答，并對項目進行投票。最后按得票數多少來確定項目的等級。一方面，學生上臺演示，充分激發了學生的學習激情，也鍛煉了學生口頭表述能力；另一方面，對他人的投票也使學生學會思考、學會評價。

第四，教師在此課程的項目教學過程中，從傳統的“教”的講授者角色脫離出來，轉變成學習引導者和評價者，從主體者的角色變成從者的角色。這樣就把教師從繁重的“教”的工作中解放出來，教師有更多的時間進行教法的思考，也可以把精力重點放在項目設置、投票評價過程以及項目時間安排上。

三、小結

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關鍵詞：Linux；教學模式；遠程實驗；遠程開放教育

0　引言

Linux網絡系統管理是中央電大電子與信息工程類計算機網絡技術專業學生的選修課。本課程的教學特點是淡化理論，強化技能和應用，內容安排上體現漸進性、實用性和實踐操作的互動性。

本課程的教學，旨在讓學生掌握網絡系統管理的實際過程和方法，訓練學生對網絡系統管理的各項技能，培養綜合運用多知識點進行較為復雜的分析、處理和解決問題的能力。本課程實踐教學目標如下：

(1)幫助學生理解Linux操作系統理論基礎知識；

(2)培養學生運用Linux操作系統的基本技能；

(3)培養學生的團隊和學習合作精神。

1　課程教學存在的問題

Linux網絡系統管理課程在遠程開放教學過程中存在以下一些問題：教學方法和手段傳統，教與學圍繞期末考核這一目的展開，致使學生在枯燥的學習過程中缺乏興趣；教學過程中沒有比較完善的教學設計方案和實施細則，教學過程得不到監控，教學效果比較差；對學生的學習支持和服務管理不到位；考核方式單一，不能全面檢測和評價學生的學習過程、學習行為和學習成果。

針對上述課程教學中存在的問題，筆者結合多年教學經驗，充分考慮遠程開放式教育和成人在職學習的特點，進行了課程教學改革。

2　教學設計

教學設計從課程教學目標和任務出發，把“教、學、做、評”有機結合起來進行一體化設計，將課程考核和實訓考核嵌入學習過程，充分發揮課程考核的形成性評價和總結性評價的功能。

在教學中采用“基于工作過程／任務”教學和“學習團隊”實訓相結合的教學模式，同時提供“遠程實驗”，搭建Linux平臺，為學生的自主學習提供強有力的學習支持服務。學生可通過遠程登錄Linux系統平成任務，并可在課程討論區與其他同學分享學習經驗和心得。

運用“遠程開放實驗室”和“形成性考核測評系統”，開展基于網絡的考核，可以督促學生自主學習，幫助學生實現互助互動學習，提高學生運用所學知識提出問題、分析問題和解決問題的能力，同時提高各個階段學習的考核效果。圖所示為教學改革設計總體思想。

2.1　基于“工作過程／任務”教學

基于“工作過程／任務”教學過程中讓學生完成一個與他們的實際生活或工作密切相關的任務，輔導教師對任務進行詳細的講解、分析和操作演示。實訓過程把學生分成團隊，明確每個學生的任務，閱讀文檔，做相應設置。學生完成任務后教師根據完成情況對其他隊員講解和評價。整個教學過程如圖2所示。

2.2　“學習團隊”實訓

學生實訓過程采用“學習團隊”模式，學習團隊應以完成輔導教師布置的任務為目標，有序分工合作，共享學習資源，共攻學習難關，共創學習佳績，共同評價學習效果。學習團隊不僅要關注學習任務，也要關注團隊成員的進步和整個團隊的進步。

實訓強調學生之間的合作、協作、互動，強調與輔導老師之間的互動與配合，注重培養學生的團隊合作精神。

2.3　提供“遠程實驗”學習支持服務

Linux最大的―個優點是多用戶使用，只要Linux系統正常運行，就可以使用一些終端軟件(如Telnet)，且登陸點不受限制。利用Linux的這個優點為學生提供“遠程實驗”學習支持服務，輔導教師也應安裝一臺Linux服務器，為每個學生創建用戶名(學生學號)，作為學生遠程登錄賬號，學生在Telnet技術支持下遠程登錄服務器，完成實訓任務，其結構如圖3所示。

2.4　基于網絡的考核

Linux網絡系統管理課程考核包括形成性考核和網上終結性考核兩大部分。形成性考核成績占總成績的50％，其中網上形成性考核占總成績的10％、實訓占總成績的40％；網上終結性考核占總成績的50％。最后的總評成績為及格的前提是：形成性考核成績與終結性考核成績均須及格。考核成績比重如圖4所示。基于網絡的考核，旨在全面檢測和評價學生的學習過程、學習行為和學習成果，充分發揮各種測評方法和手段的優勢，如實地反映學生的學習及其發展情況，綜合評價學生是否達到了學習目標。

3　教學實施

3.1　實訓項目內容組織

在實訓中安排了課程實踐教學36學時，按照教學大綱和課程實踐方案的要求，組成8個實訓項目，如表l所示。

輔導教師根據項目工傷任務和要求，在教學點機房內完成實踐教學任務，幫助學生組建學習團隊，引導團隊完成實訓任務。

3.2　遠程Linux服務器的搭建

利用Linux多用戶系統平臺，搭建一臺Linux服務器，專供學生遠程實訓。

輔導教師要準備一臺微電腦，安裝Linux操作系統，確定是否安裝了telnet服務，如果沒有安裝則使用Linux的添加刪除組件安裝。然后在開始菜單的“系統設置”一“服務器配置”一“服務”界面選中Telnet服務。

在其他電腦上測試是否可以通過Telnet正常登錄，如果在本機可以而在其他電腦上不可以的話，首先排除Linux防火墻的原因，設置防火墻中允許進入Telnet選項。

輔導教師為學生創建賬號并賦予相應權限。

3.3　實踐教學的實施

由于本課程實踐性強，要求學生上機操作達到一定學時，并要求學生完成實訓報告。若學生無法到校實訓，輔導教師可以通過網絡實訓任務，讓學生“遠程實訓”，輔導教師需要在Linux服務器上查看相關配置文件以考查學生具體完成情況。

學生登錄Linux服務器的步驟如下：

第一步：點擊“開始”一“運行”，彈出“運行”對話框，如圖5所示。

第二步：在對話框中輸入“cmd”命令，點擊確定按鈕，彈出DOS對話框，如圖6所示。

第三步：在DOS提示符下輸入命令：tenlet 10.100.119.73(該IP地址是Linux服務器的地址)，進入Linux服務器，分別輸入用戶名和密碼，如圖7所示。

第四步：在提示符下輸入Linux命令，如圖8所示。登錄服務器以后，學生根據實訓考核的任務進行配置。

3.4　課程考核

(1)網上形成性考核要根據課程教學的要求，考核學生掌握理論知識的程度。輔導教師對學生學習過程進行指導和監督，了解與評估學生的學習效果。

網上形成性考核設計為二次，通過“形成性測評系統”完成。考核題型為選擇題、判斷題、綜合填空題三種。每次網上形成性考核成績按照百分制計算，最后按10％計入總評成績。

(2)基于網絡的實訓考核是根據課程教學的要求，結合崗

位培訓要求和實際工作而進行的綜合性考核，旨在提高學生運用所學知識、技能分析和解決問題的能力。該環節力圖通過對學生技能的訓練，鞏固和驗證學生所學理論知識的程度。

實訓考核設計為四次，通過“遠程開放實驗室”完成，每次實訓考核任務由省電大通過“形成性測評系統”，輔導教師指導，學生獨立完成，輔導教師查看配置文件為學生打分，實訓成績按百分制計算，最后按40％計入總評成績。

(3)網上終結性考核采取一紙開卷的形式，時間為60分鐘，通過“形成性測評系統”完成。采取選擇題、判斷題、綜合填空題三種形式進行，考核成績按百分制計算。終結性考核的目的是鞏固和驗證學生對本課程的基本概念、基礎知識以及基本理論的理解與掌握程度。網上終結性考試由機器自動評判出成績，最后按50％計入總評成績。

4　預期教學效果

在Linux網絡系統管理課程教學中利用計算機軟硬件和網絡技術搭建符合課程實踐教學和考核的學習支持服務系統，將課程實踐教學和考核嵌入學習過程，實現了課程實踐教學和考核的網絡化。通過教學改革，可以達到如下教學效果。

(1)通過引入基于“工作過程／任務”教學模式，將問題與實際工作和任務結合起來，將抽象問題實際化、現實化，使學生可以身臨其境，因而在進行相關知識點介紹時可以提升學生的學習興趣，取得比較好的教學效果。

(2)通過“學習團隊”實訓，學習團隊成員可以分享團隊所有成員的知識，在教師的組織和引導下進行集體質疑和反思，形成對具體問題的共識，培養了團隊合作精神。

(3)引入“遠程實驗”，利用Telnet技術遠程登錄Linux服務器環境開展實踐教學，增強了學生對Linux網絡系統管理操作系統的實際應用能力和對網絡技術的應用能力，促進了對操作系統理論知識的深入理解。基于網絡的遠程實訓，使學生在家里就可以完成實訓操作任務，實現了實踐教學網絡化。

(4)基于網絡的遠程實訓考核徹底改變了傳統實踐考核，學生成為實訓考核的主體，在整個實訓考核中處于主動的地位，學生能夠自主安排學習進度并自主進行實踐、分析和處理實驗結果，通過主動探索、協作討論，加深對理論的理解。

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關鍵詞：操作系統；課程改革；教學改革

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）15-0168-02

操作系統作為硬件基礎上的第一層擴充，是計算機系統中最重要的系統軟件，起到承上啟下的作用，是計算機軟硬件資源的管理中心。《操作系統》課程是計算機學科的專業基礎課程，是學生在課堂上了解和學習操作系統及其相關知識的一個窗口，并且它對于培養學生的程序設計能力，邏輯思維能力和系統分析與設計能力起到了重要的作用。這就使得學生在學習過程中，需要結合其先導課程（程序設計語言、數據結構、計算機組成原理和匯編語言等），作為學習這門課程的基石，通過理論與實踐相結合，從而為后續的《計算機網絡》、《數據庫原理》和《編譯原理》等課程的學習打下良好基礎。

文中根據計算機學院操作系統課程教學實踐過程的體會，對課程理論教學與實踐教學的方式及方法作了一些有益的探討和改進，以期不斷提高操作系統課程的教學水平。

1 課程教學現狀

1）操作系統課程是一門理論性和綜合性較強的學科，在計算機專業所有專業基礎課程中，其內容豐富而且概念較為抽象，學生理解起來比較困難。在教學過程中，往往隨著內容不斷深入和擴展，僅有少部分學生能夠跟隨教師的授課節奏，越來越多的學生失去了學習興趣及積極性。所以造成學生認為操作系統原理課程只是學習了很多概念，不能把所學知識關聯起來，甚至是通過背誦記憶通過考試，考試結果不夠理想，并沒有給學生帶來更多實用的內容，更不要說為其他課程學習積淀基礎。

2）隨著IT技術不斷發展，學校從傳統黑板加粉筆的方式過渡到多媒體投影，架設課程教學網站，通過網絡輔助學習的教學模式，盡管增加了信息的傳遞種類和方式，但只是把原有教學內容進行照搬堆砌，缺少互動，學生學習仍屬于被動式學習，同樣不能很好地調動起學生的學習積極性。

3）學生在學習操作系統課程初始，其實已經知道該課程的重要性，并具有一定的積極性。但此課程的重點及難點在于清晰講解抽象的設計原理、概念、數據結構及算法，在課程講授過程中，如果不能將實際應用和日常生活中熟悉的事物與枯燥、抽象的概念、基礎理論進行有效的結合與描述[1]，則會降低學生對理論學習的理解程度及興趣。

4）課程的特點決定了實踐教學將成為學習過程中的一個重要環節[2]。為了加深理論教學的效果，課程改革過程中也增加了實踐環節。但目前的實踐教學存在內容單純、形式呆板、缺少關聯，學生只是以程序設計方式完成了教師所提供的算法，并沒有自主進行分析與總結，加之實驗環境的限制，實踐教學沒有充分發揮其應有的作用。

2 理論教學的改進

2.1 教學與前沿的結合

隨著計算機、網絡技術的迅速發展和應用需求的擴大，操作系統課程的內容也在不斷充實及更新。在課程初始，就應抓住學生在課程學習初期的積極性。通常教師教授課程緒論部分內容時，都會占用2～4學時，講述操作系統的發展過程與操作系統主要功能，此時引入目前流行的操作系統的發展狀況作為學生課外作業，特別是現在移動終端設備、智能系統的發展，以實用、貼近生活角度使其主動了解目前操作系統發展背景及狀況，并以報告、課堂討論等方式進行總結反饋，不僅有益擴充了學生對該領域的知識面，同時容易激發學生的學習興趣及動力，找到自己對課程內容的關注點。

2.2 教學層次的劃分

新疆是少數民族聚居地區，學生類型劃分為漢語言、雙語（少數民族學生使用母語和漢語）、民考漢（少數民族學生使用漢語言）、民考民（少數民族學生使用母語）。盡管民語言學生通過預科學習漢語，但只有一年時間，對漢語的表達及理解程度上還有待提高。所以根據學生對漢語熟悉程度上，劃分為兩個教學層次，一個是將漢語言、雙語、民考漢學生進行合班授課，總學時為68學時（理論課時48學時，實踐課時20學時）；一個是以民考民學生進行合班授課，總學時為80學時（理論課時56學時，實踐課時24學時）。

2.3 教學方法的改進

1）類比教學。將生活中常見的事例與抽象的概念、理論進行類比，從而輔助學生從生活周邊的角度來直觀的理解操作系統的理論知識，以降低教學內容的枯燥程度，提升教學效果。例如：將進程狀態切換與醫院掛號看病相結合，病人（進程）對醫生（CPU）資源進行爭搶。病人在診斷室排隊時處于就緒狀態，進入診斷室醫生診斷時處于運行狀態，抽血化驗時為阻塞狀態。病人在不同狀態間進行切換，直到最后完成看病過程離開醫院。

2）開放課堂。教師在講授知識點的同時，拋出問題，鼓勵學生自主思考，提出個人想法或解決方案，并以開放討論形式由學生進行互評，分析比較，引導其進行歸納總結，從而培養其積極主動的學習態度。例如：在磁盤調度算法學習過程中，先提出先來先服務算法，評價其優劣之處，同時在不講述其他算法的情況下拋出問題，然后由學生思考，自行提出合理的調度解決方案，并進行討論。從而引導學生思考的方向，歸納總結學生群體思考討論得出的結論，培養學生積極主動的學習態度[3]。

3）課程中心建設。利用課程中心網絡平臺環境構建知識體系，在教學過程中，將教學材料及作業在平臺中，學生在規定的時間完成規定的預習或者復習材料，教師對作業進行批改并記入平時成績，可以從學生的角度看學習狀態，也可以從教學資料的角度監看學習狀態。同時，開放學生交流原地，分享學習成果，提供師生間一對一指導，改善學生在原有網絡教學環境中被動學習的狀況。并設置教學調查，從各個角度隨時了解學生對本課程的評價情況，從中發現平時授課過程中的優勢和不足，更好地了解學生的學習狀況。

2.4 實踐教學的改進

2.4.1 實踐場景的選擇

校內公共實驗機房設備的操作系統基本都采用的是Windows平臺，主要考慮到學生較為熟悉、使用廣泛、易于操作，但是 Windows 操作系統源代碼不公開，以及內部結構和實現原理對用戶透明，從而限制了學生對操作系統工作原理的理解和創新能力的培養[2]。據此，通過在windows平臺上安裝VMware或者VirtualBox等虛擬機軟件，實踐教學以 Linux 操作系統為主進行。

2.4.2 實踐層次的劃分

操作系統課程的實踐性較強，應著眼于實踐中學生對操作系統使用、對算法的分析、對問題的分析及解決能力上的培養。根據實踐教學的進度和深度要求的不同，把實踐教學環節劃分為三個層次（基礎應用、驗證分析、綜合設計），引導學生由淺入深地學習，加強學生系統編程與內核模塊的設計能力，同時反饋理論教學。

1）基礎應用

在教學前期適合做一些基礎應用層次要求的實驗，如安裝虛擬機及操作系統、使用操作系統各功能、Shell語言、熟悉系統接口、編程環境等[4]。通過使用操作系統的各功能讓學生對操作有全面的感性認識。基礎應用部分占4-6學時。

2）驗證分析

完成課程中各種原理技術及算法的模擬實現，使學生通過該類型題目的設計過程，掌握操作系統原理課程的各種算法思想。如進程調度模擬程序、讀者-寫者問題模擬、頁面置換算法模擬、內存的分頁管理模擬、小型文件系統的模擬等。教師先給出一種算法的結構，由學生參照實現，再針對知識點的其他算法進行設計實現，并對不同算法進行分析對比，反饋理論知識點的掌握情況，同時形成實驗報告。驗證分析部分占10-14學時。

3）綜合設計

學生在掌握操作系統原理的整體運行機制及局部實現方法的同時，需要進一步提高綜合分析問題和解決問題的能力。綜合運用兩種或以上的基本實踐方法完成同一個實踐，促使學生理解操作系統內核、應用模塊設計，掌握技術設計和實現的方法與技巧。綜合設計部分占6-8學時。具體實踐教學時間劃分如表1所示：

3 考核方式的改進

原有考核結果的構成是試卷成績70%，實踐成績20%，考勤成績10%。考慮到在課堂教學中學生的參與程度，以及在實踐教學中學生應用分析能力的培養，將最終考核方式進行了改進，即試卷成績50%，實踐成績30%，平時成績15%，考勤成績5%，從多方面綜合考查學生對知識的掌握情況。

4 教學效果

通過2014年操作系統課程改革工作的開展，對2014、2015前后兩年的學生考核成績進行分析，可以看到，各類學生考試成績在課程改革后均有所提高。如表2所示：

5 結語

通過對教學方法與實踐教學的改革，可以在教學中有效地促進學生學習的興趣和熱情、提升教學效果，并且能夠通過實踐活動反饋理論教學，真正的讓學生理解和接受原本枯燥抽象的理論知識，有效地激發和調動了學生的學習積極性和主動性，收到了良好的教學效果。

參考文獻：

[1]滕艷平，王海珍，潘海珠.高校操作系統課程教學創新模式的研究與實踐[J].計算機教育，2009（7）：101-103.

[2]張其亮，韓斌.操作系統課程實驗教學改革探析[J].計算機教育，2010（7）：91-93.

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關鍵詞：計算機；操作系統教學改進

中圖分類號：G632文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2008)05-00ppp-0c

操作系統是計算機學科領域的重要課程，該課程是一門綜合性課程，內容龐雜，涉及面廣。其理論中的許多概念、過程相當抽象，不易理解。操作系統課程的教學，一直在計算機學科的教學計劃中占據重要位置，因其技術與市場原因，該課程比其他專業課更加難教，學生也更加難學。因此，本人認為應針對《計算機操作系統》課程教學的困難情況，對學生的學習態度和特點進行仔細分析和研究，有針對性的進行一些教學改進，才能提高學生的學習興趣與實踐能力。

1 操作系統課程教學的現狀

1.1 課堂教學手段單一，跟不上現代化的教育發展步伐

目前《計算機操作系統》教科書的基本結構多為計算機操作系統的基本原理及五大組成部分，加上對UNIX SYSTEMV的分析構成，與實際操作系統的結合存在一定的距離。學生學與用之間缺乏聯系，使學生掌握這門課程感到很吃力，并且所學的內容與他們實際接觸的系統有較大的距離。由于課程自身的原因，也使得許多現代教育手段很難應用到教學過程中，大多數教師目前仍采用傳統的教學手段，以黑板板書為主，老師站在講臺上講著干巴巴的理論，這當然很難激發學生的學習興趣。即使已經使用了電子教案，也是單純地播放理論知識課件，讓學生感覺枯燥乏味，沒有參與思考的積極性。

1.2 理論與實際相聯系較欠缺

目前，各學校在《計算機操作系統》課程教學中，或多或少的都存在偏重專業知識的傳授的現象，對應用技能的培養訓練不足，課程的教學與實際相脫節。目前操作系統課程的教學內容與計算機的發展水平、計算機在各個領域應用以及學校培養專業技術人才的目標有許多不相適應之處。一些教師在教學中缺少理論與實踐相結合的具體內容。造成課堂上教學內容枯燥、實驗室里實踐內容不明確。

1.3 實踐教學形式缺乏多樣性

目前學校使用的教材多是以UNIX 作為實例來介紹分析多用戶多進程并發處理的計算機操作系統的特征，但大部分教師不熟悉UNIX系統，導致授課過程中教師對UNIX部分一帶而過，無法深入講解。其次是UNIX作為商業軟件，他的源代碼不公開，給實驗環境的構建帶來一定的難度。甚至有些學校根本就不開實驗課；大部分學校操作系統課程的實驗部分的實現過程并不能真正地達到課程的實驗大綱要求。

1.4 對學生的課后訓練重視不夠

學生學習操作系統主要依賴課堂上教師的講授，但課堂教學的時間有限，教師只能講授基本的理論，而新的操作系統實現技術的不斷出現及運用，都要求學生能通過自己課后時間去閱讀大量相關資料，來拓寬操作系統方面的知識。應多為學生提供實踐應用的機會，多給予獨立思考和自學的時間，不時地組織學生對計算機及其應用進行廣度和深度的思考和探討，這樣才能培養學生的創造性、開拓性。

2 學生對操作系統課程的態度分析

雖然操作系統很重要，但學生的學習興趣并不高，存在主觀和客觀兩方面的原因。

2.1 主觀原因，學習操作系統的“無用論”在學生中普遍存在。因為操作系統不像其他應用軟件，學習后會有立竿見影的效果，比如學習了FLASH會設計一個簡單的動畫，而學習了操作系統后要求學生設計一個操作系統是難以實現的。因此，許多同學都不重視操作系統，認為學不學沒有太大的關系。

2.2 客觀原因，操作系統是一門理論性和綜合性都比較強的學科，要求學生不僅要有很強的抽象思維能力，同時還必須具有深厚的程序設計語言功底、扎實的《數據結構》基礎和一定的硬件基礎知識，所以大部分學生對操作系統本身就存在一種畏難情緒。

2.3 教與學中存在的具體問題

2.3.1 教學方法單一。教學方法主要是把學生集中起來，以課堂講授為主，形成了一種“灌輸式”的教學方法，對啟發式、討論式和研究式的教學方法采用的比較少。

2.3.2 教學內容理論性過強，實踐性環節薄弱。學生缺少自己動手分析具體操作系統實例的過程，課程設計環節幾乎沒有，學生參與研究性學習的機會少，不能激發學生學習的興趣。

2.3.3 教材內容陳舊，不能反映操作系統發展過程中最新的思想和實現技術，導致教材中的基本理論落后于目前操作系統中使用的前沿技術。

3 操作系統課程教學的改進建議

針對上述存在的問題，必須對操作系統課程的教學進行改進，從以下幾個方面入手，引導學生如何學習操作系統，切實解決學生們為何學，怎樣學和要求達到什么樣的目的等難題，克服學生的畏難情緒和打破“無用論”， 培養學生的實操作能力。

3.1 明確課程學習目的

計算機操作系統是計算機系統不可缺少的重要組成部分之一，是計算機硬件功能的首次擴充，任何計算機的使用都離不開操作系統。在計算機專業軟、硬件課程的設置上，它起著承上啟下的作用。操作系統已是現代計算機不可缺少的部分；只能通過操作系統來使用計算機，商業軟件也只能在操作系統下運行；操作系統的性能在很大程度上決定了計算機系統的性能。對它的掌握程度，影響著計算機學習者的專業水平及發展方向。

3.2 充實課程教學內容

3.2.1 合理選擇教材。操作系統的教材種類繁多，如何選擇教材對于該課程的教學效果具有非常重要的作用。一般應采用既能讓學生用于理論學習，又有實例程序給學生做課程設計的教材。

3.2.2 完善教學內容與教學體系結構。操作系統在整個計算機系統中處于承上啟下的地位，這便決定了操作系統課程與其他專業課程之間的緊密聯系及彼此間教學內容的重疊性。要求學生在學習操作系統課程之前應具備程序設計語言和數據結構的基礎知識，并要求學生應預先修完計算機原理等硬件課程。

3.3 學習操作系統課程要求達到的層次

從理論上講，操作系統的學習，可以達到3個不同的級別。

3.3.1 概念級：掌握操作系統的基本概念，可以應付考試，但沒有太多的實際用途；

3.3.2 命令級：掌握操作系統的命令，可以達到實用目的，做到最基本的理論與實際相結合，但這是表層的使用，也不夠專業；

3.3.3 系統級：掌握操作系統的結構和概念的具體實現，學會使用系統命令和調用，用程序來使用和控制計算機的資源，可以達到理論與實際的完美結合，這才是專業級的學習目的。

3.4 怎樣學好操作系統

學習操作系統可分為三方面：理論、試驗、基礎。

理論：系統學習操作系統的理論。連貫與系統的教學理論學習不能抱著僥幸心理，不能簡單地背一背，或跳躍式的學習，而應該認識到每一個章節都有其密切的聯系，都需要融會貫通。

實驗：所學的理論都要用實驗去驗證；強調試驗的重要性。操作系統對于絕大部分人來說，都是一門實踐課，幾乎沒有可能在理論上進行論述和證明操作系統應該如何如何，最多只能在某個（或幾個）具體的操作系統上加予論證和驗證部分理論。所以，在操作系統的教學中，應當特別強調試驗的重要性。

基礎：掌握這些理論和完成這些試驗都必須具備牢固的計算機基礎知識。如果沒有這些基礎，也就不可能學好操作系統理論課，更談不上完成實驗。

其次，對操作系統課程教學進行改進：

3.4.1 充分有效使用多元化教學手段進行課堂教學

操作系統課程在教學過程中應采取多樣化的教學手段，且在多樣化教學手段實施過程中應注意分析和劃定電子教案教學與黑板教學內容的分界線。同時，還應注意采取切實措施來提高電子教案的設計與制作質量，使其既符合課程教學大綱，又突出重點和難點；既能充分地利用各種圖表、圖形等形象的形式，又能通過知識的信息編碼過程濃縮知識要點。而作為課堂教學的必要補充，還應積極研制和開發操作系統電子多媒體教學軟件，建立功能強大的考試系統和試題庫，從而全面推進本課程多樣化教學手段的實施。在課堂教授過程中，教師可以用一些課時采用課堂討論方式教學，適當的提問學生，啟發學生積極主動的思考，而不是機械被動的接受知識。

3.4.2 理論與實際相聯系

操作系統課程作為計算機及其相關專業重要的專業基礎理論課程，課堂理論教學環節相對成熟。目前，全國大部分學校的計算機學科對于這門課程的實踐教學環節的發展普遍滯后。實踐教學環節應構成操作系統課程教學過程的一個重要方面，操作系統實踐教學應立足于課程教學及專業發展的實際需求，通過不斷充實和完善學生關于計算機操作系統核心功能的實踐課題、實踐內容及實踐要求，進而增強教學效果，提高教學質量，全面貫徹課程教學大綱的基本要求。

3.4.3 加強操作系統的實驗環節

對于教材中要求的實驗環境的實現困難，采用LINUX操作系統代替UNIX系統來構造學生實驗上機環境的嘗試值得借鑒，LINUX是一套遵循POSIX標準免費的32位多用戶多線程類UNIX操作系統，具有UNIX全部特征。而且系統的源代碼完全公開。也能讓學生容易獲取核心模塊源程序并實現對它們的剖析。學生可通過自己在各自的學生機上安裝LINUX來熟悉安裝過程，并能在熟悉基本的LINUX命令基礎上解決一些基本的問題，而對于深一步對LUNIX的核心模塊的剖析實驗，讓學生幾人一組分別設計實現各個項目，最后得到一個小的，真正的操作系統，這樣能讓學生在實踐中真正體驗操作系統的實現技術在實際操作系統中的應用。

3.4.4 注重學生的課后訓練

教師可以通過布置作業來鞏固課堂講授的知識，也可提供一些系統內核源程序和指導性框圖來幫助學生自己分析實例操作系統中相應功能模塊，教師還可以提供一些閱讀材料分配討論課題，讓學生在上課之后，繼續閱讀和思考討論題；作為課堂教學的補充，教師可以充分利用互聯網，課程的電子教案講稿上網，提供給學生上網閱覽或下載，通過電子郵件解答學生疑問，開辟專門的研討論壇，讓學生積極參與討論交流。

操作系統課程教學的改進應該適應課程教學改革和專業發展的實際需要，切實貫徹該課程的教學大綱和基本要求，不斷地完善教學活動的各個環節，在傳授學生操作系統理論原理的同時，真正培養學生在系統軟件開發方面的綜合能力。

操作系統課程的教學工作是一項復雜的系統工程，教學中要始終牢記學生是主體而教師是主導的原則。通過使用合理多樣的教學方法，充分調動學生學習的興趣、學習的積極性和主動性，通過加強實驗教學提高學生的動手能力以及分析問題和解決問題的能力。只要我們真正抓好教學中的各個環節，就能使學生真正學好掌握好這門課程。

參考文獻：

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[4]陳琳.《計算機操作系統》教學改革探討[J].中國教育研究與創新,2007,(4).

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1.關于理論知識課程教學方法單一化的改進策略。

對于這一點，筆者認為不能將理論知識課程完全獨立進行，在參考《思科網絡技術學院教程》中發現，雖然也概念繁多，但其書本上圖形解釋豐富，課后問題也比較接近實際應用，且其結合相應的動畫演示和模擬器應用。我們應借鑒別人的優點，在授課中要有豐富的圖文搭配，將抽象的概念顯示出來，對于需要在教學中出現的器材，如雙絞線、交換機、路由器、光電轉換器等，要在理論課堂中給學生展示出來讓學生觀摩，無法展示的內容，如果能用動畫制作出來最好，實際上這類型的動畫在網上也容易搜索的到，我們不能局限于理論教學就只有黑板粉筆，用最陳舊的設備展示先進的科學，這樣怎么能讓學生覺得這是一門有趣的課呢？例如，在“《計算機網絡》中關于網絡層IP數據報的格式”一章節，書上基本上都是以概念講解為主，學生在接觸到這一章時，看到如此多的概念往往無法系統理解和接收，甚至產生厭倦心理，而這一章節在計算機網絡體系模型中起到承上啟下的作用，如果單從書上的文字敘述進行理解，這一章節明顯不能上好，所以應該將這一章所涉及到的知識與網絡模型中的上下層的知識結合起來進行分析，此時文字上的解析效果已不太好，就要結合動畫演示，或者使用抓包軟件對數據進行層次分析，讓學生建立完整的體系模型，類似這樣的內容教學，如果教師只是片面的文字敘述，學生很難理解那些復雜的概念，就算是暫時記住了概念，也會出現迅速遺忘的情況。鑒于以上情況，我們不能將理論課程獨立出來在課堂上用黑板粉筆進行，雖然此階段的實驗課程不多，但最好能安排1/10的實驗課程或安排網絡設備觀摩，或帶領學生參與到各種校園網絡建設中去，以配合理論課程的講解，主要目的是讓學生產生學習興趣，有努力學習下去的動力。

2.關于理論知識課程與實驗操作課程脫節嚴重的改進策略。

基礎理論知識在授課過程中都主要以書本概念為主，其教學目標此時設定主要是對計算機網絡基礎知識的普及，而實驗操作課程主要是對計算機網絡的配置與應用，主要以網絡設備的使用和配置為主。筆者認為，應由有專業建設能力的老師進行課程分析和目標設定，編寫出適合自己學校使用的教材，理論知識部份要根據技工院校學生基礎較為淺薄的情況進行刪減或者說明，在教材的編寫的過程中，應多參考其他同類出版的網絡專業教材，如全國計算機技術與軟件專業技術資格（水平）考試指定用書的《網絡管理員教程》、《網絡工程師教程》以及思科的《思科網絡技術學院教程》等教材，這些都是一些具有指導意義、對網絡概念有標準定義的教材，且這些教材在理論知識與實驗操作課程的結合上面有很高的水平。同時，在實驗操作課程中，不能以多做實驗的數量為目標，應就一些具有指導意義的實驗做詳細徹底的理論分析，將之前所學過的理論知識做一個全面的闡述，讓學生理解網絡數據的傳輸過程。

3.關于考證要求與社會需求不能統一結合的改進策略。

社會對人才的需要是技工院校培養學生的主要思索問題，教學內容應與時俱進，不斷更新補充與社會更貼合的內容，如考試操作系統版本的升級、新技術出現的分析。技工院校的考證是學生主要的學習目標，具有引導學生學習的作用。其次是引入其他的認證，如全國軟件水平考試的網絡管理員，其難度與技工院校的認證相仿，有很好的參考意義，如果能考取雙證，學生就更有競爭力；另一種選擇是建立校企合作，引入企業認證，如思科的網絡工程師認證和華為的網絡工程師認證。這些認證在社會上都有較大的知名度和認可度，且這些企業都有產品在世界各地銷售，也需要培養針對他們產品需要的人才，那么雙方建立合作是一件雙贏的模式，如果不能達到這一條件，也應借鑒別人的認證以改進課程。我們最終目的是培養出能滿足社會需求的學生，這樣才能讓學生提高就業率，從而提高技工教育在社會觀念中的地位。

二、總結

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論文關鍵詞：嵌入式系統　實驗教學　教學設計

論文摘 要：針對通信專業嵌入式實驗教學中存在的專業針對性差、設備缺乏和課程層次性不足等問題，文章利用本研究所自主研發的嵌入式實驗教學平臺，探討了以基礎型實驗、綜合型實驗，創新型實驗和課外實踐為基礎的分層次實驗課程教學方式。這種方式在教學實踐中取得較好的成效。

嵌入式系統是計算機技術、通信技術、微電子技術等先進技術和具體應用對象相結合的更新換代產品。嵌入式系統面向具體的應用領域，隨著產品智能化、小型化的普遍需求，嵌入式系統已經滲透至各個行業，具有廣闊的市場前景[1]。近年來，各高校信息自動化計算機類專業逐漸將嵌入式系統納入重要專業課程范圍，尤其在嵌入式實踐教學體系方面進行了深入的探討[2-4]。

考慮到通信類學生的培養與實際就業情況的需求，在嵌入式教學中，除了使學生掌握基本的通信技術原理和嵌入式軟件設計的一般方法和流程外，還應注重培養學生的實際應用開發能力。因此，嵌入式教學應該傾向于實踐而不是僅僅局限于只是傳授理論知識。本文針對本專業嵌入式實驗教學中普遍存在的專業針對性弱、設備缺乏、課程系統性和層次性的不足等問題，利用研究所自主研發的嵌入式實驗教學平臺，設計了具體的實驗教學方案。

1 嵌入式實驗教學中存在的問題

嵌入式系統課程的實踐性非常強，為了加強學生對嵌入式系統理論知識的認知，提高學生解決實際問題的能力和創新能力，實驗教學在嵌入式課程教學中有著至關重要的作用。到目前為止，在嵌入式實驗實際教學中發現了以下問題。

缺乏針對性強的實驗平臺。嵌入式課程教學和人才培養具有高度的實踐性，通常情況下，教學所用的實驗平臺(實驗箱)是委托科教儀器公司開發的。由于教學投入不足，經常出現設備板子燒毀，講義資料不全，實驗箱不完善導致能開設的實驗不多，由于部分源代碼不開源等現象，所以相關實驗基本上都是演示性的實驗，或者與其他學科共同使用一套實驗設備，沒有本學科專業特色，很難實現視頻采集、音視頻壓縮、網絡傳輸等功能。這些因素皆不利于通信專業學生實踐能力的培養。其次，缺乏靈活的實驗設計及講義。在嵌入式系統應用領域，嵌入式系統中的軟件開發困難，既要考慮不同平臺的差異，又要具備一定的穩定及易行性條件。以往這些類型的軟件開發都是由硬件廠商包辦，且提供的嵌入式系統軟件解決方案五花八門。而實驗設計應側重于主流操作系統下軟件的實踐和創新。此外，大多數學生照著詳細的實驗指導書按部就班，缺乏自主創新的意識，甚至不深入思考實驗現象背后的理論知識。這顯然與培養學生創新性思維和能力的目的背道而馳。而實驗課時少也是實踐教學中亟待解決的一個問題。嵌入式系統課程對學生的專業知識要求較高，學生先要學習單片機原理及應用、C/C++程序設計、DSP原理及應用等嵌入式

相關課程，等到具備了一定的實驗操作和編程能力之后，在大三下半學期或大四上半學期開設嵌入式系統課程。理論性教學和實驗教學交叉進行，再加上總課時的限制，使得學生自主實驗時間大大減少。雖然已從原有實驗課時占較少課時的狀態，調整到實驗課時占總課時一半的狀態，課內實驗還是遠不能滿足對學生的培養需求。

2 實驗教學配套設施

本研究所自主開發的嵌入式系統實驗平臺是一套功能完善的實驗箱，選用ARM處理器+Linux操作系統的主流配置。實驗箱上提供有教學系統采用的各種測試點(包括圖像視頻采集輸入、I/O輸出等)，方便教學中使用示波器等測試儀器；多路數字信號源(包括四路視頻輸入功能)；ARM開發系統功能等眾多功能。此套基于雙核處理器架構(雙核處理器架構，是指采用一個ARM核及一個SoC圖像處理核的架構芯片)的四路DVR教學實驗箱，可以實現視頻采集，H.264壓縮，音頻壓縮，網絡傳輸以及嵌入式Linux操作系統等功能，主要為高等院校通信工程類專業、電子信息類專業等高年級學生的通信專業課程設計、通信專業大型實驗、畢業設計、電子設計競賽以及研究生的數字通信實驗而設計，也可供相關專業的本專科畢業班學生使用以及自學使用。此外，還配有教學資料光盤，以及分層次、系統的實驗指導書。實驗系統構架。

由于嵌入式系統涉及的知識廣、綜合性強和應用性強，且軟硬件技術不斷革新，這就需要授課老師具有一定的項目開發經驗。而本套實驗箱正是由授課老師參與研發，對于一些新進的通信類教師也開放學習與研究。在對嵌入式實驗平臺有個系統的認識之后，遇到突發問題也可以及時解決，這大大降低了教師的授課難度，提高了實驗課效率。

3 實驗教學設計

結合理論教學，嵌入式系統實驗的重點放在軟件的開發上。充分考慮到嵌入式軟件系統的結構、開發內容和方式的特殊性，從而設置多種配置方案、多層次實驗項目的實驗教學內容。學生邊學習理論知識，邊進行實驗操作，設置一些基礎型和模塊化的實驗使其對原理有更透徹的認知。當學生理論知識積累到一定的程度，可通過設置綜合型的實驗使學生進行系統學習與提高。此外，為了達到學生自主創新能力提高的目的，創新型實驗的設置也必不可少。減少基礎型實驗，同時增大綜合型和創新型實驗的比例，并加入可選項，學生可根據自己的能力興趣，自主制定實驗內容。另外，為了適應本專業學生的培養，除了需要掌握嵌入式系統基本的方式方法之外，還在綜合型實驗中設置了較多通信類實驗課程。

這樣，學生在實驗過程中，由淺到深、由基礎到綜合地進行實踐操作，符合漸進性的教學規律。為了解決課時少的問題，設置了一部分課外可操作的實驗，使一部分有興趣而不滿足于課內學習設計的學生有更廣闊的學習時間與空間。

3.1 基礎型實驗

基礎型實驗多為驗證型實驗，其目的是為了讓學生掌握基本的理論知識以及嵌入式軟件的一般開發流程，熟悉開發工具與開發環境，為之后的綜合型實驗和自主創新型實驗做好準備。這部分實驗指導書較詳細，學生能夠扎實地掌握嵌入式系統的基本軟件開發知識。基于本實驗系統設計的基礎實驗主要如下。

ADS環境下的匯編指令實驗。本實驗介紹了ADS環境下用匯編語言進行編程和調試的一般流程，以及使用匯編語言實現對GM8180開發板進行初始化的方法。目的是為了讓學生熟悉和掌握ADS開發環境。

建立Linux虛擬機及熟悉常用命令實驗。通過本實驗，學生需要掌握如何在Windows系統下面搭建Linux服務器，并學會基本的Linux命令和操作。

Linux交叉編譯平臺實驗。通過在Linux下建立交叉編譯平臺和使用交叉編譯平臺編譯源代碼的方法，使學生熟悉和理解交叉編譯的原理和概念，學會建立Linux交叉編譯平臺。

程序下載燒寫實驗。本實驗介紹了配置和編譯BootLoader(ARMBOOT)和Linux內核的方法，從而學生可以掌握下載編譯好的BootLoader(ARMBOOT)和Linux內核的方法以及建立NFS文件系統的方法。

Mount掛載(nfs/usb/sd)實驗。通過本實驗，學生能掌握配置linux下nfs服務的方法和mount掛載usb/sd的方法。

3.2 綜合型實驗

綜合性實驗旨在培養學生的綜合設計能力。根據之前的理論教學與基礎性實驗的練習，綜合所學知識，具備基本的軟件開發能力。這部分教學實踐實行“教師逐步放手，學生動手去做”的原則，故實驗指導書編寫得簡明扼要。為了達到綜合培養的目的，既要包括多方面的知識與設計要求，又要有空間讓學生自己發揮。

ADS下混合編程。本實驗讓學生熟悉和掌握在ADS環境下C語言和匯編語言的混合編程和調試，鞏固使用AXD和Mulit-ICE調試的方法。

C語言程序設計與串口通信實驗。通過本實驗，學生可以掌握在ADS環境下的操作和JTAG的下載和調試，掌握使用C語言對GPIO端口控制。

GPIO驅動實驗、I2C驅動實驗。在理解Linux驅動程序的結構、原理和I2C協議的原理，掌握Linux驅動程序的編程的基礎上，學生能夠掌握Linux動態加載驅動程序模塊的方法。

圖像合成實驗。本實驗要求學生具有圖像合成的知識，熟練進行實驗設備的連接和調試、寄存器的設置，能夠修改配置文件，深入理解圖像合成的原理。

MMC/SD驅動實驗。在學生掌握了MMC/SD卡接口的基本原理、MMC/SD驅動的結構以及SD卡的掛載的方法和測試方法后，能夠配置、編譯Linux內核，在實驗箱上燒寫Linux內核，建立NFS文件系統，并運行測試程序進行SD卡的讀寫。

視頻網絡傳輸實驗。學生在了解了視頻網絡傳輸協議工作過程及原理之后，學會在IP網絡中實現視頻傳輸的方法。

Web服務器實驗、單Server多Client實驗。在本實驗之前，學生已經熟悉了Web服務器原理及工作過程，通過路由器將實驗箱和PC機連接，編寫簡單的服務器代碼，在PC機上運行IE瀏覽器，能夠查看網頁服務器是否運行；以及熟練開啟Linux，能向多個客戶端發送視頻數據。

遠程控制視頻實驗。本實驗要求學生理解遠程控制的原理，通過本實驗掌握在Windows下TCP客戶端建立及通信的過程，及Linux下TCP服務器建立及通信的過程。

3.3 創新型實驗

在嵌入式系統的應用領域里，嵌入式軟件已經逐漸成為嵌入式產品設計創新和增值的關鍵因素，所以實驗教學應側重于軟件實踐和創新。理論和實踐要相結合，而學生的創新能力要著重培養。針對本實驗系統的可開放性，設計了一些具有創新型的實驗，比如修改內核的內部代碼，從而能使學生深入理解實時操作系統的一些機制，加深對理論知識的理解與鞏固。再加上指導教師對實驗系統原理的熟知，即使學生在操作的過程中導致實驗系統癱瘓也能及時得以解決，讓學生放心大膽進行實踐設計。

在實驗課堂上，學生難免會依賴于實驗設備以及教師的指導而缺乏自主思考的動力，再加上實驗室開放場地和時間的限制，要在有限的時間和空間里完成自主創新設計有些困難。課程選用ARM處理器+Linux操作系統的主流配置，學生可以在課外利用PC機上的Linux進行代碼編寫，可行之后再利用實驗箱進行驗證。這樣，一方面可以減少場地和時間的限制，加強學生對所學知識滲透性的認知，另一方面提高了學生自主學習能力，培養其創新能力。基于此，在課程設置上，加進了學生自主安排時間。

3.4 課外實踐

鼓勵學生參加院校級“建龍基金”、“運河杯”等

課外科技立項活動。活動基金提供實驗平臺，而通信類學生可以根據自己的興趣與長處設立通信網絡與設備等的項目計劃，申請資金設備并在導師的同意后獲得實驗室開放資源。此外，通過組織學生參加省級、國家級電子設計大賽及其他各種嵌入式應用型競賽，讓感興趣、學有余力的學生得到更好的實踐與創新能力鍛煉的機會。

4 結語

嵌入式系統產品發展迅猛，不斷滲透各個行業，人才要求也日益迫切。近幾年來，為順應社會和企業人才的需求，越來越多的高校將嵌入式系統的課程加入通信類專業教學體系，使之成為專業選修課甚至專業必修課。然而，嵌入式教學體系還未成熟，存在諸多問題。針對前文分析的課程設置缺陷，及我們在教學中發現的問題，本文以研究所自主開發的嵌入式實驗教學平臺為例，提出了針對通信學生的層次性的實驗教學方案。根據軟件實驗環境，設置合理的實驗課程，突出自主性與創新性，提高學生自主學習的能力，對培養學生的創興能力具有重要意義。

參考文獻：

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1 中職計算機基礎教學現狀

當前計算機信息技術成為較為重要的技術之一，基本應用于各行各業，在此大環境下，計算機基礎教學在不同類型教育課程中都有體現，計算機基礎知識教學基本在小學就有所涉及。也正因為此，中職院校學生基本都對計算機基礎知識有了一定的了解，在此基礎上進行計算機基礎知識內容的學習，學生會忽略這部分內容，造成課堂學習效率低下的情況，教師在進行基礎內容教學過程中很難吸引學生注意力。因此，需要對計算機基礎教學進行優化設計，通過不同的方法提升計算機基礎教學效率。

目前而言，中職院校在進行計算機基礎教學主要是通過機房，但是不同的機器其操作系統可能不同，而且計算機操作系統也在不斷更新，這就使得系統差異造成了一定的操作差異，對學生計算機基礎知識學習有一定的影響。此外，教學過程中，不同學生的接受能力不同也使得其學習效果不同。

中職計算機基礎教學主要是培養學生計算機信息技術的應用能力，并且促進學生能夠提升學習能力。能夠熟練地操作計算機操作系統并能夠使用部分針對性較強的工具軟件以及辦公軟件等，提升?W生對于信息的收集、分析、處理能力等，以提升學生的綜合素質水平[2]。

2 項目教學法的概念

項目教學法是通過對“項目”的設計來實現教學目的。在實際教學過程中，教師要對教學目的進行明確，以教學目的為導向進行相關的問題以及實踐內容開展，通過與學生一起對教學目的的探索，過程中學習理論知識、掌握操作技巧、進行實踐操作等。已經不再是以往只進行填鴨式教學的情況，目前先進的教學理念是通過培養學生的學習能力以及其操作能力、實踐能力為基礎，激發學生主觀能動性，主動學習，以達到更好的教學效果，提升教學質量。這一過程強調了以學生為本的教學理念，通過項目教學法更好地引導學生進行自主實踐創新能力的提升，這對于中職院校計算機專業基礎教學質量提升有著重要的意義[3]。

3 項目教學法應用

3.1 以學生為主體開展教學工作

項目教學法的應用要以學生為主題開展教學工作，學生作為教學工作的中心，是實現教育目的的關鍵因素。因此教師在工作過程中，要關注學生的學習狀態，重點研究具體的激發學生學習熱情的措施和方法，培養學生主動學習、獨立思考、實踐操作的能力，通過項目教學法的應用促進學生在學習中找到學習的樂趣所在，以此提升學生的學習效率，讓學生能夠在學習過程中重新認識自己，認可自己。計算機教學活動的開展過程中，引導學生能夠融入教學活動之中，對學生多加鼓勵和引導，以達到良好的教學效果。

3.2 科學設計課程內容

科學合理地進行課程內容設計是貫徹項目教學法的重要內容之一，項目教學法的價值體現需要各個教學環節的支持，因此在課程內容設計方面要遵循科學合理的原則，以全面性的課程設計基礎保障項目教學法的良好實施，促進教學任務完成，并同時使教學質量得到體現。避免課程內容與教學方法的不符與脫節現象發生。

3.3 重視實踐操作

傳統計算機教學過程中主要會出現實踐操作不足的情況，而項目教學法的實施能夠促進師生進行有效的實踐操作，同時在操作過程中鞏固學到的理論知識，使理論知識與實踐操作能力相結合，兩者相輔相成互相促進的同時使學生能夠更好地掌握計算機知識和其運用方法。項目教學法進行實踐操作時要結合當前社會對人才的需求方向進行。學生在理論方面要有足夠扎實的基礎，實踐操作能力也要有所體現，這樣在兩者兼顧的情況下，才能更好地提升計算機應用能力，幫助學生進入社會后能夠順利發展[4]。

4 建立項目教學體系

4.1 項目準備方面

計算機專業教師在進行教學項目準備時，要考察當前社會環境對于計算機專業方面人才的需求來制定相應科學合理的教學項目內容。針對社會以及企業對人才的需求，進行有側重點的教學項目設計以及教學工作開展。確定項目內容后，教師要針對其項目內容進一步進行分析研究，以能夠對項目內容的難點和重點進行剖析。制定符合當前時代需求的教學方案，教學方案需要滿足社會和企業的需求，其教學內容設計要使學生進入社會后能夠學以致用。

4.2 項目實施方面

準備工作做好后，需要進行項目的實施。項目實施過程中首先要對學生進行分組，分成若干項目小組，指定小組負責人后對其分配項目小組任務，再將項目任務分工到各個小組成員身上，小組負責人制定出項目技術，包括名稱、內容、目標等。各小組進行項目實施過程中，教師要隨時關注各項目小組動態，予以及時的幫助和引導，幫助學生解決項目的難點，強調涉及重點知識的內容，并向學生提供項目研究的方向。項目實施過程中，要盡量多的鼓勵學生，使學生能夠加強信心，建立信念。與此同時，要提醒各項目小組進行實踐操作記錄，例如發現的問題，過程的心得等。通過互相探討，分析研究出正確的解決方法，教師可以給予一定的引導，在實踐過程中不斷積累經驗。

4.3 項目評價方面

項目評價是項目教學法的重要環節，是項目教學法的最后一步。在小組完成計劃項目之后，需要開展項目的總結和評價工作，這是對于各組項目完成情況以及完成效果的評定總結階段。在項目評價過程中，首先要進行自我評價，讓小組成員對自己小組項目完成情況進行評價總結，并得出相應結論，進行相互討論并互相交流心得體會，同時各小組制作項目總結報告提交。教師要針對各小組項目報告中出現的問題和學生進行探討分析和解決，對各小組項目完成情況和質量進行評估，完成優秀的小組予以鼓勵或獎勵，完成較差的小組要予以分析問題所在。通過不同小組的完成情況，要做出最后的項目總結，對本次項目進行評估，對出現的問題進行重點解釋。之后要將項目報告歸類整理好，以供后期參考。

5 完善項目教學管理

中職學校進行項目教學法需要細化管理，制定科學的管理機制以及獎罰機制，項目成果評價必須秉承獎罰制度來施行。在項目教學法實施過程中，相關負責人員制定與完善管理制度，所有項目的成果評價記錄檔案便于管理。在今后所有教學行為根據安裝相關管理制度實行管理，確保教學活動的正常開展。項目教學的建設核心在拓展與教師資源和教學設備，項目設施建設則重實驗設備和實習基地等硬件設施的不斷完善，通過制定合理的項目構建計劃，最終有效地提升專業在校園中的所占比重[5]。

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關鍵詞：高職院校 網絡 系統規劃 計算機

1.明確需求及建網目標。高職院校網絡規劃及建設應優先考慮成本，再去規劃、設計出符合高校實際需求的網絡。這個環節開展工作要堅持做到以下幾點：了解各學院的現狀、需求、環境；對資金投入做好預測；了解用戶的目的，弄清是宣傳需要還是管理的需要；對當前網絡使用情況做全面分析，確定用戶對構建網絡的需求情況，進而明確建網目標。另外，還要綜合考慮到網絡拓撲結構的構建、非可管理型號的網絡設備的采用、用戶應用的需求，這幾方面問題直接影響著網絡的系統規劃。

2.統籌規劃、系統綜合。首先，信息化技術的快速發展給高職院校也帶來了嚴峻挑戰，而將其廣泛應用于教務工作中，也給高職院校教育工作提供了發展機遇。那么，怎樣籌建好校園網絡系統就成了一個大問題。

高職院校網絡的系統規劃建設總體思路為：統籌規劃、系統綜合；以點帶面、分類指導；擴展功能、階段建設；重在應用、提高效益。在對網絡做系統規劃時，還要明確目標，并結合高職院校的實際情況制定任務，堅持實事求是，做好全面的統籌和規劃。網絡建設作為一項系統工程，不同階段有不同的目標、任務，但是最終的目的都是要落實在應用上，將應用與建設聯系起來才能更好的為教學服務，提高高職院校的教學質量。

在網絡規劃中，場地規劃又成了高職院校組網中的一個關鍵環節，因此在這一過程中要對實地進行嚴格的考察；現場測量要保證數據準確；根據不同建筑物的不同樓層和房間來布局；計算機的擺放、網絡布局、布置方式、主服務器的擺放均由場地空間的大小來決定，在此基礎上確定門、窗的位置以及網線的走向。

其次，網絡統籌規劃是以現代系統理論為指導思想，強調將系統內外的多個因素聯系在一起發揮出整體效益。我們在研究高職院校信息化建設時，可將其作為一個整體系統，統籌規劃各方面因素，從而產生最大的效益。

3.軟、硬件設備的選擇。網絡的心臟和靈魂——網絡操作系統，它作為一個特殊的系統，能控制和管理網絡資源。與一般的計算機操作系統相比，它的不同之處在于：它能使計算機操作系統在原有的狀態下又增加了網絡操作所需要的能力。例如：Linux、UNIX、Windows是常用的網絡操作系統，選擇哪種系統可以由高職院校自身的應用環境來決定。另外，選擇的網絡硬件設備是否合理也將關系到學校整個網絡運行效果，所以在選擇硬件設備時優先考慮先進性，還要兼顧它的技術成熟性及可擴展性。硬件設備包括：交換機、服務器和路由器等，這幾大設備都是硬件設備的核心部分。非可管理型的交換機設備一般被各層所用，但是在核心層處只需要用一臺低端口數的雙絞線千兆以太網交換機。為實現互聯網共享接入，在選用路由器時應選用性能好的，企業級路由器可不必購買。

4.注意網絡系統的安全問題。首先，結構方面。高職院校計算機網絡安全是網絡規劃建設中的一個大問題，只有保證網絡安全，才能發揮出作用。為此可以采取以下幾個方面對策：在物理層上，用冗余連接的方法將服務器與交換機連接起來，既能保證鏈路上不會發生斷點故障，也能使網絡流量更為均衡，降低了擁塞情況的發生頻率，信息傳播更順暢。正確設計拓撲結構，保證計算機網絡層的安全。一方面，對路由器的訪問控制列表進行合理配置，重點設置它的地址轉換功能，外部防火墻由路由器來充當，在一定程度上防止了來自Internet的外部入侵；另一方面，服務器的添加也是必要的，安置在內、外網段間，內部防火墻就由服務器來充當，同時它還能將整個計算機室的內部網絡結構屏蔽，以防來自Internet的外部入侵，時結構的內部不至于被破壞。

其次，網絡綜合布線方面。網絡布線時，應優先考慮它的安全性及可靠性。高職院校一般所采用的是雙絞線布線，但是要注意避免電磁的干擾，所以它與電力導線平行鋪設的間距必須要大于0.5m；線的長度不能留的太長，但是必須要比Hub到工作臺的距離長一些，長度在75m內比較合適。

第三，電源及消防方面。為了使學校的網絡設備正常運轉，高職院校的網絡負責人及相關人員應該根據學校機房所需的電源流量，保證每天能八小時不間斷的工作，可以選用APCMatrix 5000系列的UPS，這樣就能滿足當前高職院校網絡設施輸出功率的要求。與此同時，從安全方面來說，我們可以使用煙霧自動報警系統，該系統是美國CK的系列產品，它所使用的是能型煙霧感應探頭，對產生的煙霧及熱量能理智的感應出來，并將此形成一個模擬量值，最終能將報警信號順利的傳送到消防中心，在網絡消防安全方面發揮了重要作用。

第四，病毒方面。目前，我們在存取文件時大多數采用DOS的格式，一不小心就容易被感染DOS病毒。但是受使用范圍的限制，網絡型病毒的破壞性也被限制，其破壞范圍減小了，加上網絡的安全性，使它防范起來要比DOS病毒更容易一些。

5.加強對教師的培訓。21世紀，為了能適應現代教育發展的要求，各專業教師都要努力掌握現代教育技術，尤其是會靈活運用多媒體教學方法。

首先，培訓方式有：本校定期組織培訓；建立學校專門的技術培訓中心，開展培訓時應在多媒體網絡教室進行。其次，培訓內容主要有：多媒體課堂教學設計、教學軟件的制作方法、網絡知識、信息技術理論知識，這些培訓項目有利于全面提高教師應用現代化教學設備的能力。

6.結語。網絡技術的發展使網絡的系統規劃及建設更加簡單，也變得十分智能。無論是高職院校還是普通高校，要想提高教學水平和管理水平，就要借助于信息技術的力量來完成。在運用的過程中，我們還必須要隨時發現新問題，從而對其不斷完善。同時，也應按照學校的經濟狀況來構建網絡系統，以免造成學校的財政壓力。

參考文獻：

[1]邵檢江，論我國高職高專院校的網絡規劃[J]，廣東交通職業技術學院學報，2009年06期

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關鍵詞:嵌入式系統;教學體系;教學方法;教學實踐

中圖分類號:G642文獻標識碼:A

1引言

網絡、通信、多媒體和信息家電時代的到來,無疑為32位嵌入式系統高端應用提供了空前巨大的發展空間;同時,也為力不從心的8位單片機向高端發展起到了接力作用。嵌入式技術及產品的快速成長成了全球IT產業發展的顯著特征,嵌入式技術是二十一世紀最有活力和生命力的新技術之一。然而在中國,嵌入式軟件復合型人才的缺乏,已成為嵌入式產業的可持續發展的瓶頸,作為對新技術研究和探索最活躍的群體之一――高等院校中獨立軟件學院,如何接受嵌入式技術帶來的挑戰,學習嵌入式、研究嵌式、使用嵌入式,已成為一個重要的研究課題,加強與完善高校嵌入式系統教學迫在眉睫。由于國內嵌入式系統教學起步較晚,目前還沒有形成適應高校教學的一個統一的教學體系和教學規范。由此強調要以信息技術為手段,深化教學改革和人才培養模式改革,如何根據社會的實際需要,培養具有一定專業特色的和特定能力強的軟件實用型、復合型人才是我們學院應首要解決的問題。因此必須深入探究嵌入式系統課程體系結構,尋求各專業嵌入式系統實踐教學解決方案,積累教學實踐經驗,建立較規范的嵌入式系統教學體系,使嵌入式系統應用開發技術更好地融入到教學與科研活動中,以適應社會對嵌入式系統人才的需求,對于深化我國高校的教學改革具有重要的現實意義。

2嵌入式系統教學體系探究

嵌入式系統作為一個新興的課程體系,目前在教學過程中相關先修課程與基礎知識的準備教學內容(包括硬件平臺與軟件平臺)的選擇、實驗教學與實踐環節組織等問題依然處于爭論和探索階段。國內高校對于嵌入式系統的教學研討從嵌入式課程體系的設置、嵌入式理論教學的開展、嵌入式實驗教學的開展、嵌入式綜合設計與學生工程實訓等幾方面展開。

2.1嵌入式系統教學分析

(1) 從應用角度來分析,具有世界最大嵌入式技術市場的中國,嵌入式系統教學中更多的強調以“應用”為中心。嵌入式系統應用程序的開發還必須具有一定的行業領域知識,教學中最好要在一個實際的應用項目開發環境中去實踐,提高嵌入式軟件開發方面的綜合應用能力。

(2) 從學科專業角度來分析,嵌入式系統涉及多門交叉學科致使將嵌入式系統的教學大致分為三類:軟件學院專業嵌入式教學;計算機專業嵌入式教學;微電子、電子信息工程、自動化等相關專業嵌入式教學。在嵌入式系統教學中應重視不同專業嵌入式課程體系建設、課程目標和內容等方面展開。

(3) 從技術角度來分析,嵌入式系統是軟件和硬件有機的結合體。要考慮什么樣的硬件設計更容易編寫驅動程序,軟件處理效率等因素就必須要學習操作系統和驅動程序開發相關的知識,同時需要考慮如何取舍軟硬件設計。由此嵌入式系統教學中應注重培養同時具備軟件和硬件兩方面及綜合性知識分析能力。

2.2嵌入式系統方向理論課程體系

本科階段的按專業方向課程規劃既要重視基礎理論的學習,又要注重實踐性,既要突出專業自身特點,又要把握嵌入式系統在多學科知識領域中相互滲透的規律。不同專業嵌入式系統方向課程體系如圖1所示。信息工程專業涉及的專業基礎課包括數字電路、微機原理與接口技術、單片機原理與接口技術、計算機組成原理、可編程邏輯器件、EDA設計等課程。而軟件工程專業涉及的專業基礎課則為C/C++語言、數據結構、計算機網絡編成、編譯原理、軟件工程、操作系統等。嵌入式系統課程體系包含兩個專業的相關內容。數字電路的知識是從事嵌入式系統的必備,關鍵要增強邏輯思維能力。C語言作為一種“高級的低級”語言、易移植、易維護、可讀性強、具有強大的內存操作能力,成為嵌入式系統開發的最佳選擇。數據結構與算法在嵌入式系統教學中要作為重點,可適當增加實驗課時,無論學生以后從事嵌入式系統的軟件還是硬件開發,這門課的思想將貫穿其中,這兩門課程教師應當要求學生加強上機實驗的操作,鼓勵相互交流,體會編程的思想。

嵌入式處理器體系結構:在嵌入式領域中廣泛應用的是ARM(Advanced RISC Machines)系列微處理器。ARM公司引發了嵌入式領域的一場革命,在低功耗、低成本的嵌入式應用領域確立了市場領導地位,是目前32位市場中使用最廣泛的微處理器,學習以ARM為架構的嵌入式技術具有非常廣闊的前景。對于嵌入式操作系統:目前比較適合用于本院教學主要有VxWorks、Windows CE、Linux(uClinux)和μC/OS-Ⅱ等。基于Linux內核穩定可靠、源碼免費開放等優勢成了教學和學習嵌入式操作系統的首選。嵌入式的軟件開發從智能手機開發(SYMBIAN)、J2ME程序設計、數字媒體終端等實踐編程。嵌入式軟件開發語言主要有匯編語言、C/C++語言、Java語言等。

2.3嵌入式系統方向實驗課程體系

嵌入式系統是實踐性很強的課程體系,學好嵌入式系統課程不僅有助于學生了解系統設計的基本方法,而且能提高學生對于相關學科的理解和實際應用能力。在嵌入式系統教學中,實驗是最重要的環節之一,是學生掌握嵌入式系統設計技術的關鍵。為滿足不同專業學生的學習要求,我校現有嵌入式系統實驗設備40套(XScale PXA270處理器)及相關配套實驗儀器及測試儀器,實驗教學內容涉及微處理器系統設計、嵌入式實時操作系統開發、嵌入式中間件平臺開發、嵌入式系統應用開發等內容。為達到教學目標,將實驗教學體系分為基礎類實驗、系統設計類實驗和創新類實驗。基礎類實驗:采用理論授課與動手實驗相結合的方式,讓學生了解開發環境和開發流程,掌握實驗開發工具的使用方法,熟悉軟件編程環境,根據實驗指導書的內容進行實驗的調試,讀懂實驗源程序和程序的運行過程,使學生能夠進行修改、組合和補充式的應用編程。包括ARM集成開發環境ADS1.2的使用與仿真調試方法、ARM中的匯編程序與C語言調用的混合編成等15個實驗。系統設計類實驗:主要采取精講精練的方式進行,使學生能夠掌握嵌入式系統設計的基本方法。教師指定幾個設計課題,并提供任務書,任務書內容包括實驗題目、實驗所涉及的主要內容、要實現的功能說明及實驗中應注意的問題。學生自行設計實驗方案,編寫實驗程序,選擇硬件接口并調試,獨立進行課題設計,并寫出設計實驗報告,教師在設計過程中僅起指導作用。包括嵌入式Linux內核分析、裁減、移植和燒寫在內的10個實驗。創新類實驗:為了培養學生的科研能力、創新思維能力和工程實踐能力,研究課題和內容由他們自己提出,或是來自教師的科研課題,或是與企業相結合的科研項目,學生自己討論確定研究方法和研究手段,利用現有的實驗設備和條件進行課題研究,教師在一定階段給予必要的指導。

3嵌入式系統教學實踐

(1) 注重理論知識和實踐訓練相結合教學,著力培養學生創新能力。

結合實例講解理論,使理論來源于實踐,又進一步指導實踐。在課堂教學中,要求教師注重體現工科特色,突出本課程在嵌入式軟件開發中的基礎性作用。由于嵌入式系統是一個實踐性很強的課程體系,學生的動手能力的培養是嵌入式系統教學中的一個非常重要的環節。在教學方式上,注重采用理論與案例相結合的課堂教學、系統的多級課程實踐、工程實習以及前沿技術講座等多種形式的教學與實訓,使學生在掌握扎實的嵌入式軟件基礎理論、開發技術和工具的基礎上,進行嵌入式軟件的設計和開發。實現對嵌入式系統的感性認識和理性認識相統一。在實踐教學手段上,除了繼續加強畢業設計(論文)、畢業實習、課程設計和理論課內實踐教學外,還提出了“實驗選修課”的新模式,要求各專業大學生必須修滿一定的實驗選修課學分。實驗選修課面向全校各專業開放,課程強調以實踐為主,進行綜合性、設計性的訓練。而該課程的教授中占據著核心地位的是創新能力的培養:采取學校與企業合作,企業中有工程經驗豐富的一線工程人員和高水平的技術團隊,構建這樣一個高水平的學生工程實踐環境,為學生提供實際項目開發機會,完善自身職業素質和工程能力;通過大學生嵌入式設計競賽可以針對具體問題使學生在實踐中提高發現問題,解決問題的能力。

(2) 配套立體化教材,共享嵌入式系統教學資源。

如果僅僅是購買了一個開發套件而沒有相應的配套技術資料,可想而知學習的效果肯定是很差的,因為只有配套的資料才能體現出設計者的原創思想,更為重要的是在學習過程中遇到了困難,配套的技術資料可以幫助老師和學生加深理解、解決問題。各硬件廠商提供的產品芯片說明和開發參考以及嵌入式操作系統的源代碼和相應軟件環境使用說明是最好的教材。但資料多為英文,學生使用起來比較吃力,所以此時教材的選擇非常重要,課程開始給學生推薦經典的教材,在此基礎上引導學生盡快過渡到英文資料的閱讀和使用上。多媒體教學比傳統教學的模式具有更大的優勢,多媒體教學把枯燥的計算機內容轉化為生動的圖像、交互和視聽媒體,把教學內容直觀化,有利于學生更好地接受知識。同時,加強教師的培訓,提高教師應用網上資源進行教學、整合網上資源的技能。

(3) 總結教學方法,提高實際教學效益。

運用“學教并重”進行課程教學設計、采取了互動式教學、采用啟發式、范例式課堂教學、現代與傳統教學手段相結合,直觀、生動的等多種教學方法,激發學生主動學習熱情,讓他們成為教學中的主體,并培養其收集相關領域信息、拓寬知識面的能力。將教學的重點放在培養學生發現、分析問題、解決問題能力上。從而達到能理解嵌入式軟件設計文檔;獨立負責嵌入式軟件組件編碼和調試;執行軟件組件的單元測試;符合嵌入式軟件開發企業的入職要求等教學效益。

4結語

嵌入式系統在國內真正得到發展還是近幾年的事情,還沒有形成統一的教學體系和規范,加之社會對高素質嵌入式系統人才的需求日益增加,各個高校迫切要求建立嵌入式系統課程體系、實驗體系、教材體系和教師培養體系,本文所探究的針對軟件本科專業的嵌入式系統理論課程體系和實驗課程體系,積累嵌入式系統的教學實踐,融合了社會企業的需求和軟件專業的特點,符合實際應用。當然,獨立軟件學院的嵌入式方向的教學還任重道遠,需要從事嵌入式系統教學的教師在實踐中不斷地進行研究、不斷地積累經驗,不斷地創新,才能培養出社會所需要的高素質嵌入式技術人才。

參考文獻:

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[3] 李耀波,杜麗敬,徐洋. 高校嵌入式系統課程群規劃的探討[J]. 信息科技,2007,10(19):9,25.

[4] 管秋梅.“嵌入式系統”課程教學的研究[J]. 電氣電子教學學報,2007(12):108-109,112.

[5] 黃曉玲,段鳳云,趙建科. 嵌入式系統實驗教學體系的探索與實踐[J]. 實驗技術與管理,2006(04):85-87.

The Teaching Research and Practice of Embedded System for the Software Speciality

HE Jian-feng, JIANG Lin, LIU Lin

(College of Software , East China University of Technology, Nanchang 330013, China)